DE202011003211U1

DE202011003211U1 - Measuring arrangement for a photovoltaic system

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Publication number: DE202011003211U1
Application number: DE202011003211U
Authority: DE
Original assignee: PV-B PHOTOVOLTAIK VERWALTUNGS- und BETREUUNGS-AKTIENGESELLSCHAFT; PV B PHOTOVOLTAIK VERWALTUNGS und BETREUUNGS AG; pv-b Photovoltaik Verwaltungs- und Betreuungs-Aktiengesellschaft 82319
Current assignee: PV-B PHOTOVOLTAIK VERWALTUNGS- und BETREUUNGS-AKTIENGESELLSCHAFT; PV B PHOTOVOLTAIK VERWALTUNGS und BETREUUNGS AG; pv-b Photovoltaik Verwaltungs- und Betreuungs-Aktiengesellschaft 82319
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-02-26

Abstract

Messanordnung (32) für eine Photovoltaikanlage (10) mit wenigstens einem von wenigstens einer Solarzelle (14) gebildeten Solarmodul (12) und einem mit dem wenigstens einen Solarmodul (12) über einen ersten Energieübertragungsweg (18) in Verbindung stehenden Wechselrichter (16), welcher die von dem wenigstens einen Solarmodul (12) photovoltaisch erzeugte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und die Wechselspannung an einen mit einem Stromnetz (22) oder/und einem Energiespeicher verbundenen zweiten Energieübertragungsweg (20) abgibt, umfassend: eine Sensoranordnung (34) zur Erfassung von Betriebsdaten der Photovoltaikanlage (10) und zur Ausgabe von die Betriebsdaten repräsentierenden Messwerten; eine mit der Sensoranordnung (34) in Verbindung stehende Steuer-/Regeleinrichtung (36) zur Abtastung oder/und Verarbeitung oder/und Aufbereitung der die Betriebsdaten repräsentierenden Messwerte von der Sensoranordnung (34); und eine der Steuer-/Regeleinrichtung (36) zugeordnete Datenübertragungseinrichtung (38) zur Übertragung der abgetasteten oder/und verarbeiteten oder/und aufbereiteten Messwerte an wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (40), wobei die Sensoranordnung (34) wenigstens zwei Sensorelemente (42, 44) zur Erfassung des in...Measuring arrangement (32) for a photovoltaic system (10) with at least one solar module (12) formed by at least one solar cell (14) and an inverter (16) connected to the at least one solar module (12) via a first energy transmission path (18), which converts the DC voltage photovoltaically generated by the at least one solar module (12) into an AC voltage and outputs the AC voltage to a second energy transmission path (20) connected to a power grid (22) and / or an energy store, comprising: a sensor arrangement (34) for detection operating data of the photovoltaic system (10) and for outputting measured values representing the operating data; a control device (36) connected to the sensor arrangement (34) for scanning or / and processing or / and processing the measured values representing the operating data from the sensor arrangement (34); and a data transmission device (38) assigned to the control / regulating device (36) for transmitting the sampled or / and processed or / and prepared measured values to at least one data processing device (40), the sensor arrangement (34) having at least two sensor elements (42, 44) for recording the in ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung für eine Photovoltaikanlage mit wenigstens einem von wenigstens einer Solarzelle gebildeten Solarmodul und einem mit dem wenigstens einen Solarmodul über einen ersten Energieübertragungsweg in Verbindung stehenden Wechselrichter, welcher die von dem wenigstens einen Solarmodul photovoltaisch erzeugte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und die Wechselspannung an einen mit einem Stromnetz oder/und einem Energiespeicher verbundenen zweiten Energieübertragungsweg abgibt.The invention relates to a measuring arrangement for a photovoltaic system having at least one solar module formed by at least one solar cell and an inverter connected to the at least one solar module via a first energy transmission path, which converts the DC voltage photovoltaically generated by the at least one solar module into an AC voltage and the AC voltage to a connected to a power grid and / or energy storage second energy transmission path outputs.

Photovoltaikanlagen dienen dazu, einen Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umzuwandeln. Zu diesem Zweck können sie ein oder mehrere von wenigstens einer Solarzelle gebildete Solarmodule aufweisen. Je nach Anlagengröße und -typ werden die einzelnen Solarmodule in Reihe zu sogenannten Strings verschaltet. Dabei addieren sich die Spannungen der einzelnen Module.Photovoltaic systems are used to convert part of the solar radiation into electrical energy. For this purpose, they may comprise one or more solar modules formed by at least one solar cell. Depending on the system size and type, the individual solar modules are connected in series to so-called strings. The voltages of the individual modules add up.

Bei netzfernen Anlagen wird die Energie zwischengespeichert, sofern sie nicht direkt verwendet wird. Das Speichern in Energiespeichern, meist Bleiakkumulatoren, erforderte die Verwendung eines Ladereglers. Um die gespeicherte Energie für konventionelle Elektrogeräte verwenden zu können, welche üblicherweise mit Wechselstrom betrieben werden, wird sie mit Hilfe eines Inselwechselrichters in Wechselstrom umgewandelt.In off-grid systems, the energy is cached, unless it is used directly. Saving to energy storage devices, mostly lead-acid batteries, required the use of a charge controller. In order to use the stored energy for conventional electrical appliances, which are usually operated with alternating current, it is converted by means of an island inverter in alternating current.

Handelt es sich um eine netzgekoppelte Anlage, wird mithilfe eines Wechselrichters (oder Solarwechselrichters) der in dem wenigstens einen Solarmodul erzeugte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist. Jedoch ist für die Einspeisung der Solarenergie in das Stromnetz nicht nur die Wandlung des Gleichstroms in Wechselstrom nötig, sondern auch eine Synchronisation mit dem vorhandenen Stromnetz, was ebenfalls durch den Wechselrichter bewerkstelligt wird.If it is a grid-connected system, the direct current generated in the at least one solar module is converted into alternating current and fed into the power grid by means of an inverter (or solar inverter). However, for the feeding of solar energy into the power grid, not only the conversion of the direct current into alternating current is necessary, but also a synchronization with the existing power grid, which is also accomplished by the inverter.

Abnehmer des eingespeisten Stroms ist dabei der lokale, regionale oder überregionale Energieversorger. Um die Menge des eingespeisten Stroms zu messen, muss zusätzlich zu dem Wechselrichter ein Einspeisezähler vom Stromnetzbetreiber eingebaut werden.The buyer of the injected electricity is the local, regional or supraregional energy supplier. In order to measure the amount of injected current, a feed-in meter must be installed by the grid operator in addition to the inverter.

Da die Einspeisevergütung für den Betreiber der Photovoltaikanlage die Haupteinnahmequelle ist, ist für den Betreiber einer Photovoltaikanlage die Kenntnis von Interesse, ob die gesamte Anlage ordnungsgemäß, d. h., wie vom Errichter angegeben, funktioniert. Hierbei ist es bisher üblich, die Funktionalität einer Photovoltaikanlage auf Grundlage der eingesetzten Solarzellen oder Solarmodule sowie der die Solarzellen oder Solarmodule beeinflussenden Faktoren zu beurteilen. Es ist allgemein bekannt, dass aus photovoltaischen Solargeneratoren die maximale Leistung nur entnommen werden kann, wenn der Solargenerator in einem bestimmten Arbeitspunkt, dem Maximum Power Point – auch als MPP bezeichnet – betrieben wird. Der MPP hängt bei jedem Solargenerator sowohl von den jeweiligen äußeren Betriebsbedingungen, insbesondere der aktuellen Bestrahlungsstärke und der Temperatur, als auch dem Zustand des Solargenerators selbst, insbesondere bedingt durch Fertigungstoleranzen, Alter, Defekte, Verunreinigungen usw., ab. Darüber hinaus hängt die Funktionalität der Photovoltaikanlage aber auch von anderen Faktoren ab, nämlich von Leitungsverlusten durch lange Kabelstrecken, dem Wirkungsgrad des Wechselrichters, usw.Since the feed-in tariff for the operator of the photovoltaic system is the main source of income, the operator of a photovoltaic system, the knowledge of interest, whether the entire system properly, d. h., as stated by the installer, works. It has hitherto been customary to assess the functionality of a photovoltaic system on the basis of the solar cells or solar modules used as well as the factors influencing the solar cells or solar modules. It is well known that photovoltaic solar generators can only extract the maximum power if the solar generator is operated at a certain operating point, the maximum power point, also referred to as MPP. The MPP depends on each solar generator both on the respective external operating conditions, in particular the current irradiance and temperature, and the state of the solar generator itself, in particular due to manufacturing tolerances, age, defects, impurities, etc., from. In addition, the functionality of the photovoltaic system also depends on other factors, namely line losses due to long cable lengths, the efficiency of the inverter, etc.

Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage werden üblicherweise die charakteristischen Strom/Spannungs-Generatorkennlinien ausgemessen. Anhand der Generatorkennlinien kann beurteilt werden, ob einzelne Solarmodule in einem String ausgefallen oder abgeschaltet sind. So ist beispielsweise ein Verfahren zur Diagnose von Solargeneratoren bekannt, bei dem ein Wechselrichter über seine Computersteuerung die Generatorkennlinie eines Strings zumindest teilweise vermisst, wobei als Last das Stromnetz benutzt wird. Anhand der Messergebnisse werden für den Betreiber der Photovoltaikanlage Wartungshinweise erzeugt.To assess the performance of a photovoltaic system, the characteristic current / voltage generator characteristics are usually measured. Based on the generator characteristics can be assessed whether individual solar modules have failed or switched off in a string. Thus, for example, a method for diagnosing solar generators is known, in which an inverter at least partially measures the generator characteristic of a string via its computer control, the load being used as the power supply. On the basis of the measurement results maintenance instructions are generated for the operator of the photovoltaic system.

Mit dem herkömmlichen Verfahren zur Fehlerdiagnose von Photovoltaikanlagen kann zwar die Funktionsfähigkeit eines Solarmoduls oder eines Strings mit mehreren Solarmodulen überprüft werden, der Betreiber der Photovoltaikanlage erhält jedoch keinen Hinweis darauf, ob auch die übrigen Komponenten der Photovoltaikanlage ordnungsgemäß, d. h. mit dem selben Wirkungsgrad, arbeiten.Although the functionality of a solar module or a string with several solar modules can be checked with the conventional method for fault diagnosis of photovoltaic systems, the operator of the photovoltaic system receives no indication as to whether the other components of the photovoltaic system are properly, d. H. with the same efficiency, work.

Dem gegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Messanordnung für eine Photovoltaikanlage mit wenigstens einem von wenigstens einer Solarzelle gebildeten Solarmodul und einem mit dem wenigstens einen Solarmodul über einen ersten Energieübertragungsweg in Verbindung stehenden Wechselrichter bereitzustellen, welcher die von dem wenigstens einen Solarmodul photovoltaisch erzeugte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und die Wechselspannung an einen mit einem Stromnetz oder/und Energiespeicher verbundenen zweiten Energieübertragungsweg abgibt, welche Messanordnung eine bessere Überwachung eines Wechselrichters sowie der Wirkungsgrade der einzelnen Anlagenkomponenten der Photovoltaikanlage erlaubt.On the other hand, it is an object of the invention to provide a measuring arrangement for a To provide a photovoltaic system with at least one solar module formed by at least one solar cell and an inverter connected to the at least one solar module via a first energy transmission path, which converts the DC voltage photovoltaically generated by the at least one solar module into an AC voltage and the AC voltage to one with a power grid or / and energy storage connected second energy transmission path outputs, which measurement arrangement allows better monitoring of an inverter and the efficiencies of the individual system components of the photovoltaic system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Messanordnung für eine Photovoltaikanlage mit wenigstens einem von wenigstens einer Solarzelle gebildeten Solarmodul und einem mit dem wenigstens einen Solarmodul über einen ersten Energieübertragungsweg in Verbindung stehenden Wechselrichter, welcher die von dem wenigstens einen Solarmodul photovoltaisch erzeugte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und die Wechselspannung an einen mit einem Stromnetz oder/und Energiespeicher verbundenen zweiten Energieübertragungsweg abgibt, umfassend: eine Sensoranordnung zur Erfassung von Betriebsdaten der Photovoltaikanlage und zur Ausgabe von die Betriebsdaten repräsentierenden Messwerten; eine mit der Sensoranordnung in Verbindung stehende Steuer-/Regeleinrichtung zur Abtastung oder/und Verarbeitung oder/und Aufbereitung der die Betriebsdaten repräsentierenden Messwerte von der Sensoranordnung; und eine der Steuer-/Regeleinrichtung zugeordnete Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung der abgetasteten oder/und verarbeiteten oder/und aufbereiteten Messwerte an wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Sensoranordnung wenigstens zwei Sensorelemente zur Erfassung des in dem ersten und dem zweiten Energieübertragungsweg fließenden Stroms oder/und der anliegenden Spannung aufweist.This object is achieved according to the invention by a measuring arrangement for a photovoltaic system having at least one solar module formed by at least one solar cell and an inverter connected to the at least one solar module via a first energy transmission path, which converts the DC voltage photovoltaically generated by the at least one solar module into an AC voltage and delivers the AC voltage to a second energy transmission path connected to a power grid and / or energy store, comprising: a sensor arrangement for recording operating data of the photovoltaic system and for outputting measured values representing the operating data; a control device connected to the sensor arrangement for scanning and / or processing or / and conditioning the measured values representing the operating data from the sensor arrangement; and a data transmission device assigned to the control device for transmitting the sampled and / or processed and / or processed measured values to at least one data processing device, wherein the sensor arrangement comprises at least two sensor elements for detecting the current flowing in the first and the second energy transmission path and / or the adjacent one Has tension.

Grundidee der Erfindung ist dabei die Schaffung einer Ausrüstung oder eines Systems, welche/welches es dem Betreiber einer beispielsweise bereits fertig installierten und im Betrieb befindlichen Photovoltaikanlage ermöglicht, durch einen nachträglichen Einbau und vorzugsweise ohne Eingriff in das System der Photovoltaikanlage, die Funktion wenigstens eines Wechselrichters der Photovoltaikanlage in unabhängiger und nicht proprietärer Weise zu überwachen, so dass es möglich ist, beispielsweise die unmittelbar von einem Wechselrichter oder von einem Stromnetzbetreiber bereitgestellten Daten über die Funktionsfähigkeit des Wechselrichters zu überprüfen und zu überwachen, was es auch ermöglicht, in unabhängiger Weise den tatsächlichen Wirkungsgrad eines Wechselrichters oder anderer Komponenten festzustellen und zu überwachen, um so frühzeitig eine Verschlechterung derselben zur erfassen, um so basierend auf dieser Information den Austausch des Wechselrichters/der Komponente zu veranlassen und folglich langfristig finanzielle Verluste zu reduzieren.The basic idea of the invention is the provision of equipment or a system which allows the operator of a photovoltaic installation which is already completely installed, for example, to be retrofitted and preferably without intervention in the system of the photovoltaic system, the function of at least one inverter the photovoltaic system in an independent and non-proprietary way, so that it is possible, for example, to check and monitor the data on the functionality of the inverter provided directly by an inverter or by an electricity network operator, which also allows the actual independent To detect and monitor the efficiency of an inverter or other components, so as early to detect a deterioration thereof, so based on this information, the replacement of the inverter / the component and therefore to reduce long-term financial losses.

Die der Messanordnung zugeordnete Steuer-/Regeleinrichtung kann beispielsweise von einem elektronischen Organizer, einem Mobiltelefon, einem kompakten, tragbaren Computer, einem Personal Digital Assistant (PDA), einem Smartphone oder ähnlichem gebildet sein. Der Vorteil derartiger kompakter Kleinstrechnersysteme besteht zum einen darin, dass sie mittlerweile mit sehr schnellen Prozessoren ausgerüstet sind, welche auch dafür geeignet sind, Software für unterschiedlichste und auch sehr spezielle Situationen verarbeiten zu können, welche beispielsweise aus dem Internet über Kabel (USB oder seriell) oder kabellos beispielsweise über Infrarot, Bluetooth, Funk usw. nachladbar bzw. überspielbar ist.The control device associated with the measuring arrangement can be formed, for example, by an electronic organizer, a mobile telephone, a compact, portable computer, a personal digital assistant (PDA), a smartphone or the like. The advantage of such compact microcomputer systems is, on the one hand, that they are now equipped with very fast processors, which are also suitable for being able to process software for a wide variety of very special situations, for example from the Internet via cable (USB or serial). or wirelessly, for example via infrared, Bluetooth, radio, etc. rechargeable or playable.

Ein weiterer Vorteil derartige Rechnersysteme besteht darin, dass sie von Haus aus als mobile Geräte konzipiert sind und daher beispielsweise bei einem Stromausfall zumindest eine Zeit lang weiterhin betriebsfähig und zur Datenerfassung in der Lage sind. Solche mobile Rechnersysteme besitzen darüber hinaus üblicherweise auch eine separate Sicherungsbatterie, welche nach einer vollständigen Entladung des Hauptakkus weiterhin einen RAM-Speicher mit Strom versorgen und somit über eine längere Zeitspanne alle dort gespeicherten Daten sichert.Another advantage of such computer systems is that they are inherently designed as mobile devices and therefore, for example, in the event of a power failure, they remain operational for at least a while and are capable of data acquisition. In addition, such mobile computer systems usually also have a separate backup battery which, after a complete discharge of the main battery, continues to supply a RAM memory with power and thus ensures all data stored there over a longer period of time.

Eine alternative Möglichkeit zur Vermeidung des Datenverlust bei entleertem Akku ist die Verwendung eines Flash-ROM-Speichers, welcher sicherstellt, dass auch nach einem Ausfall der Stromversorgung alle Daten im Gerät erhalten bleiben.An alternative way to avoid data loss when the battery is drained is to use a flash ROM memory that ensures that all data remains in the device even after a power failure.

Darüber hinaus verfügen inzwischen die meisten der oben aufgeführten kompakten Rechnersysteme über einen zusätzlichen integrierten Steckplatz für externe Speicherkarten beispielsweise im SD-Format. Dort kann der Benutzer dauerhaft ohne Verlustrisiko durch Stromausfall die erfassten Daten sowie die benötigte Software speichern. Darüber hinaus ermöglicht es die Entnahme der externen Speicherkarte, die Daten auch ohne bestehende Datenverbindung zu einer separaten Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen, indem nämlich die Speicherkarte mit den darin enthaltenen Daten einfach in ein entsprechendes Datenlesegerät der separaten Datenverarbeitungseinrichtung eingesetzt und die Daten überspielt werden.In addition, most of the compact systems listed above now have an additional integrated slot for external memory cards, for example in SD format. There, the user can permanently store the recorded data and the required software without any risk of loss due to power failure. In addition, the removal of the external memory card makes it possible to transfer the data even without an existing data connection to a separate data processing device, namely by simply inserting the memory card with the data contained therein into a corresponding data reader of the separate data processing device and transferring the data.

Erfindungsgemäß kann die Datenübertragungseinrichtung integral mit der Steuer-/Regeleinrichtung ausgebildet sein, wie es insbesondere dann der Fall ist, wenn die Datenübertragungseinrichtung eine Sende- und Empfangseinrichtung eines Mobiltelefons oder eines Smartphones ist.According to the invention, the data transmission device can be formed integrally with the control / regulating device, as is the case in particular when the data transmission device is a transmitting and receiving device of a mobile telephone or a smartphone.

Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, beispielsweise bei Verwendung eines herkömmlichen PDAs, dass die beispielsweise von einem Mobiltelefon gebildete Datenübertragungseinrichtung und die von dem PDA gebildete Steuer-/Regeleinrichtung getrennt voneinander vorgesehen sind, und beispielsweise über eine Bluetooth-Schnittstelle miteinander verbunden bzw. gekoppelt sind, um so Daten in beiden Richtungen zwischen der Steuer-/Regeleinrichtung und einer externen Datenverarbeitungseinrichtung oder Datenbank übertragen zu können.Alternatively, however, it may also be provided, for example when using a conventional PDA, that the data transmission device formed by a mobile telephone, for example, and the control device formed by the PDA are provided separately from one another and connected or coupled to one another, for example via a Bluetooth interface so as to be able to transmit data in both directions between the controller and an external data processing device or database.

Die Steuer-/Regeleinrichtung kann analoge oder/und digitale Ein- oder/und Ausgänge aufweisen zur Anbindung von Sensoren oder/und zur Eingabe von Messwerten der Sensoranordnung oder/und zur Anbindung wenigstens eines Energieübertragungsunterbrechungsystems, welches eine Energieabgabe von der wenigstens einen Solarzelle oder dem wenigstens einen Solarmodul freigeben oder/und unterbrechen kann. Der Einsatz eines Energieübertragungsunterbrechungsystems dient vor allem der Sicherheit, da es durch hohe Übertragungswiderstände in Teilen der Photovoltaikanlage zu einem Schwelbrand kommen kann, welcher die Besonderheit hat, dass die den Brand auslösende Lichtbogenstrecke, welche umliegendes entflammbares Material entzündet, nicht erlöscht, solange Licht auf die Solarmodule fällt. Die Besonderheit bei einem Löschvorgang besteht darin, dass die Anlage selbst dann noch unter Strom steht, wenn sie abgeschaltet ist, da ja die Module selbst die Stromquelle sind. Somit stehen bei einem Löscheinsatz, beispielsweise der Feuerwehr, das Löschwasser bzw. der Löschschaum selbst unter Spannung, sobald sie mit unter Spannung stehenden Anlageteilen in Berührung kommen. Erfindungsgemäß kann dieses Problem jedoch beispielsweise dadurch gelöst werden, dass wenigstens ein Solarmodul an seinen Anschlusspunkten mit einem jeweiligen Trennschalter versehen ist, welcher von der Steuer-/Regeleinrichtung im Falle eines Brandes angesteuert werden kann, um eine Unterbrechung der Stromabgabe aus dem einzelnen Solarmodul zu bewirken, um so beispielsweise einen String mit einer Mehrzahl von miteinander gekoppelten Solarmodulen im Notfall in seine einzelnen Komponenten aufzulösen, d. h. die Solarmodule voneinander zu trennen, so dass sich die von der Gesamtheit der Solarzellen bzw. der Solarmodule erzeugte Energie nicht mehr aufaddieren kann. The control / regulating device may have analog and / or digital inputs and / or outputs for connecting sensors and / or for inputting measured values of the sensor arrangement and / or for connecting at least one energy transmission interruption system, which emits energy from the at least one solar cell or the at least one solar module can enable or / and interrupt. The use of a power transmission interruption system is used primarily for safety, since it can come to high temperatures through some transmission resistance in parts of the photovoltaic system to a smoldering fire, which has the peculiarity that the fire-initiating arc gap, which ignites surrounding flammable material, not extinguished, as long as light on the Solar modules falls. The special feature of a deletion process is that the system is still under power even when it is switched off, since the modules themselves are the power source. Thus, in an extinguishing operation, for example, the fire department, the extinguishing water or the extinguishing foam itself under tension as soon as they come into contact with live parts of the system. According to the invention, however, this problem can be solved, for example, by providing at least one solar module at its connection points with a respective disconnecting switch which can be actuated by the control / regulating device in the event of a fire in order to interrupt the current output from the individual solar module so as to dissolve, for example, a string with a plurality of mutually coupled solar modules in an emergency in its individual components, ie to separate the solar modules from each other, so that the energy generated by the totality of solar cells or solar modules can not add up.

Um den Einsatz beispielsweise herkömmlicher Smartphones in der Messanordnung zu erlauben, ohne dass diese hardwareseitig überarbeitet werden müssen, kann vorgesehen sein, dass der Steuer-/Regeleinrichtung ein Messwert-Wandlungs- oder/und Aufbereitungselement vorgeschaltet ist, das die Messwerte der Sensoranordnung in von der Steuer-/Regeleinrichtung lesbare Datensätze umwandelt. Dieses Messwert-Wandlungs- oder/und Aufbereitungselement muss dabei nicht mit der Steuer-/Regeleinrichtung über ein Kabel (USB oder seriell) verbunden sein, sondern es ist durchaus auch im Sinne der Erfindung, wenn die Datenübertragung kabellos erfolgt, beispielsweise über Infrarot, Bluetooth, Funk usw.In order to allow the use of, for example, conventional smartphones in the measuring arrangement, without having to be reworked on the hardware side, it can be provided that the control / regulating device is preceded by a measured value conversion and / or conditioning element, which adjusts the measured values of the sensor arrangement in FIG Controller converts readable records. This measured value conversion and / or conditioning element need not be connected to the control / regulating device via a cable (USB or serial), but it is also within the meaning of the invention, when the data transmission is wireless, for example via infrared, Bluetooth , Radio etc.

Um eine genaue Analyse des Betriebsverhaltens beispielsweise des Wechselrichters zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Steuer-/Regeleinrichtung zum zyklischen Erfassen der Messwerte ausgebildet ist. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, die Messwerte kontinuierlich oder diskontinuierlich und nur zu bestimmten Zeiten zu erfassen, beispielsweise nur zur Mittagszeit im Sommer und nur an sonnenreichen Tagen, um so Datenreihen zu erzeugen, welche direkt miteinander verglichen werden können, da sie unter den selben oder annähernd gleichen äußeren Bedingungen erzeugt wurden.In order to enable a precise analysis of the operating behavior, for example of the inverter, it can be provided that the control / regulating device is designed for the cyclical detection of the measured values. Alternatively, however, it is also conceivable to record the measured values continuously or discontinuously and only at certain times, for example only at lunchtime in summer and only on sunny days, in order to generate data series which can be compared directly with one another or approximately the same external conditions were generated.

Um den Einbau der Sensorelemente in eine bestehende Photovoltaikanlage möglichst einfach zu halten, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sensorelemente zur induktiven Strom- oder Spannungsmessung ausgebildet sind, was darüber hinaus auch den Vorteil einer galvanischen Trennung zwischen dem Stromkreis der Photovoltaikanlage und dem Messkreis erlaubt. Dies kann beispielsweise mittels eines Hall-Sensors berührungslos erreicht werden. Alternativ können aber auch alle anderen Typen von analogen oder digitalen Messgeräten verwendet werden, mit deren Hilfe eine Strom- oder Spannungsmessung möglich ist.In order to keep the installation of the sensor elements in an existing photovoltaic system as simple as possible, for example, be provided that the sensor elements are designed for inductive current or voltage measurement, which also allows the advantage of a galvanic isolation between the circuit of the photovoltaic system and the measuring circuit. This can be achieved without contact, for example, by means of a Hall sensor. Alternatively, however, all other types of analog or digital measuring devices can be used, with the help of a current or voltage measurement is possible.

Als eine andere Art der Anbindung der zwei Sensorelemente zur Erfassung des in dem ersten und dem zweiten Energieübertragungsweg fließenden Stroms oder/und der anliegenden Spannung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Wechselrichter ein eingangsseitiges Verbindungselement zur Verbindung mit dem ersten Energieübertragungsweg und ein ausgangsseitiges Verbindungselement zur Verbindung mit dem zweiten Energieübertragungsweg aufweist, dass das erste Sensorelement mit Kopplungsmitteln zur Kopplung mit dem Wechselrichter-seitigen Ende des ersten Energieübertragungswegs und dem eingangsseitigen Verbindungselement ausgebildet ist, und dass das zweite Sensorelement mit Kopplungsmitteln zur Kopplung mit dem ausgangsseitigen Verbindungselement und dem Wechselrichter-seitigen Ende des zweiten Energieübertragungswegs ausgebildet ist.As another type of connection of the two sensor elements for detecting the current flowing in the first and the second Energieübertragungsweg current and / or the voltage applied may be provided, for example, that the inverter has an input-side connection element for connection to the first Energieübertragungsweg and an output-side connection element for connection with the second power transmission path, that the first sensor element is formed with coupling means for coupling with the inverter side end of the first power transmission path and the input side connector, and that the second sensor element with coupling means for coupling with the output side connector and the inverter side end of second energy transmission path is formed.

Um auch eine Überwachung der von der Photovoltaikanlage erzeugten Energiemenge oder auch eine Überwachung der Energiemengenzähleinrichtung selbst in einer nicht proprietären Weise zu ermöglichen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass in dem zweiten Energieübertragungsweg eine Energiemengenzähleinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens die vom Wechselrichter abgegebene Energiemenge erfasst.In order to also enable a monitoring of the amount of energy generated by the photovoltaic system or even a monitoring of the Energiemengenzähleinrichtung itself in a non-proprietary manner, can further be provided that in the second energy transmission path an energy meter is provided which detects at least the amount of energy emitted by the inverter.

Erfindungsgemäß kann eine Mehrzahl von Solarmodulen vorgesehen sein, die zu einem oder mehreren Strings verschaltet sind, wobei abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck beispielsweise seriell oder/und parallel schaltete Solarmodule eingesetzt werden können.According to the invention, a plurality of solar modules can be provided, which are connected to one or more strings, wherein, for example, serially and / or parallel-connected solar modules can be used depending on the respective intended use.

Die Steuer-/Regeleinrichtung oder/und die Datenübertragungseinrichtung können mit wenigstens einem Speicher zum Speichern des wenigstens einen Messwerts versehen sein, um die erfassten Daten zu speichern. Diese Messdaten können mittels der Datenübertragungseinrichtung, beispielsweise in zyklischen Abständen, zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Steuer-/Regeleinrichtung oder/und die Datenübertragungseinrichtung wenigstens einen Datenübertragungsanschluss zum Auslesen der erfassten Messwerte aufweist, welcher vorzugsweise von einem USB-Anschluss gebildet ist.The control / or device and / or the data transmission device can with at least one memory for storing the at least one measured value to store the detected data. These measurement data can be transmitted by means of the data transmission device, for example at cyclic intervals, to a data processing device. Alternatively or additionally, however, it can also be provided that the control / regulating device or / and the data transmission device has at least one data transmission connection for reading out the detected measured values, which is preferably formed by a USB connection.

Um eine bessere Bewertung der erfassten Daten betreffend den Wechselrichter zu ermöglichen, d. h. um eine genauere Zuordnung der den Wechselrichter betreffenden erfassten Daten im Hinblick auf die übrigen Betriebsbedingungen der Photovoltaikanlage bewerten zu können, kann weiterhin vorgesehen sein, dass wenigstens ein zusätzlicher Sensor zur Erfassung wenigstens eines die Umgebungstemperatur oder/und die Modultemperatur oder/und die Sonneneinstrahlung oder/und den Niederschlag oder/und die Luftfeuchtigkeit im Bereich der Photovoltaikanlage repräsentierenden Messwerts vorgesehen ist.To allow a better evaluation of the collected data concerning the inverter, d. H. In order to be able to evaluate a more precise assignment of the data relating to the inverter with regard to the other operating conditions of the photovoltaic system, it may further be provided that at least one additional sensor for detecting at least one of the ambient temperature and / or the module temperature and / or solar radiation or / and the precipitate and / or the humidity in the area of the photovoltaic system representing measured value is provided.

Es ist natürlich möglich, die von der Steuer-/Regeleinrichtung bereitgestellten Daten betreffend die Photovoltaikanlage direkt, beispielsweise mittels eines angegliederten Displays, an der Steuer-/Regeleinrichtung auszugeben oder die erfassten Daten beispielsweise mittels der zugeordneten Datenübertragungseinrichtung an ein Handy oder Smartphone eines Betreibers der Photovoltaikanlage zu übertragen, wodurch der Betreiber der Photovoltaikanlage permanent über die Funktion seiner Photovoltaikanlage bzw. den Wirkungsgrad des Wechselrichters unterrichtet ist und bei groben Abweichungen, beispielsweise bei einem Ausfall des Wechselrichters, sofort Maßnahmen einleiten kann, den defekten Wechselrichter zu ersetzen.It is of course possible to output directly from the control / regulating device data relating to the photovoltaic system, for example by means of an attached display, to the control device or the acquired data, for example by means of the associated data transmission device to a mobile phone or smartphone of an operator of the photovoltaic system to transmit, whereby the operator of the photovoltaic system is permanently informed about the function of its photovoltaic system and the efficiency of the inverter and in case of gross deviations, for example in case of inverter failure, can immediately take measures to replace the defective inverter.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung ein Mittel zugeordnet ist, welches zur Verarbeitung oder/und Speicherung oder/und Darstellung der von der Steuer-/Regeleinrichtung oder/und der Datenübertragungseinrichtung bereitgestellten Messwerte dient.In addition, provision can be made for the at least one data processing device to be assigned a means which serves for processing or / and storing or / and displaying the measured values provided by the control / regulating device or / and the data transmission device.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, ein von der Steuer-/Regeleinrichtung verwendetes Betriebsprogramm oder/und von der Steuer-/Regeleinrichtung verwendete Betriebsparameter zu aktualisieren oder/und einzustellen.Furthermore, it can be provided that the at least one data processing device is designed to update or adjust an operating program used by the control / or device and / or operating parameters used by the control / regulating device.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Aufführungsbeispiels der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigt:The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawing of a preferred embodiment of the invention. It shows:

1 eine schematische Darstellung des Grundaufbaus einer Photovoltaikanlage gemäß einem bevorzugten Aufführungsbeispiel der Erfindung. 1 a schematic representation of the basic structure of a photovoltaic system according to a preferred embodiment of the invention.

In 1 ist der Grundaufbau einer Photovoltaikanlage 10 gemäß einem bevorzugten Aufführungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Photovoltaikanlage 10 umfasst im vorliegenden Aufführungsbeispiel ein schematisch dargestelltes Solarmodul 12, welches mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen 14 besitzt. Die durch die Solarzellen 14 photovoltaisch erzeugten Gleichspannungen werden einem Wechselrichter 16 über einen ersten Energieübertragungsweg 18 zugeführt, welcher Wechselrichter 16 die Gleichspannung in eine geregelte, standardisierte, ein oder mehr-phasige Wechselspannung umwandelt, die über einen zweiten Energieübertragungsweg 20 in ein Stromnetz 22 eingespeist wird.In 1 is the basic structure of a photovoltaic system 10 shown schematically according to a preferred embodiment. The photovoltaic system 10 comprises in the present performance example a schematically illustrated solar module 12 , which has several series connected solar cells 14 has. The through the solar cells 14 Photovoltaically generated direct voltages become an inverter 16 via a first energy transmission path 18 fed, which inverter 16 converts the DC voltage into a regulated, standardized, single or multi-phase AC voltage, which is supplied via a second energy transmission path 20 in a power grid 22 is fed.

Der zweite Energieübertragungsweg 20 ist mit einem Trennschalter 24 versehen, welcher dazu dient, die Solaranlage 10 im Bedarfsfall von dem Stromnetz 22 zu trennen. Weiterhin sind zwischen dem Trennschalter 24 und dem Stromnetz 22 eine Energiemengenzähleinrichtung 26 und ein Hauptanschlusskasten 28 vorgesehen, wobei der horizontale Strich 30 zwischen der Energiemengenzähleinrichtung 26 und dem Hauptanschlusskasten 28 die Eigentumsgrenze zwischen einem Kunden und einem örtlichen/regionalen/überregionalen Stromversorger darstellt.The second energy transmission path 20 is with a circuit breaker 24 provided, which serves to the solar system 10 if necessary from the power grid 22 to separate. Furthermore, between the circuit breaker 24 and the power grid 22 an energy source counter 26 and a main junction box 28 provided, with the horizontal line 30 between the power source counter 26 and the main junction box 28 represents the ownership boundary between a customer and a local / regional / supraregional electricity supplier.

Der Photovoltaikanlage 10 ist eine Messanordnung 32 zugeordnet, welche vor allem dazu dient, Betriebsdaten der Photovoltaikanlage 10 zu erfassen und diese in der Form von die Betriebsdaten repräsentierenden, nicht proprietären Messwerten auszugeben. Zu diesem Zweck umfasst die Messanordnung 32 eine Sensoranordnung 34 zur Erfassung von Betriebsdaten der Photovoltaikanlage 10 und zur Ausgabe von die Betriebsdaten der Photovoltaikanlage 10 repräsentierenden Messwerten. Mit der Sensoranordnung 34 steht eine ebenfalls zur Messanordnung 32 gehörende Steuer-/Regeleinrichtung 36 in Verbindung, welche die Messwerte vor der Sensoranordnung 34 abtastet oder/und verarbeitet oder/und aufbereitet. Darüber hinaus weist die Messanordnung 32 eine der Steuer-/Regeleinrichtung 36 zugeordnete Datenübertragungseinrichtung 38 zur Übertragung der abgetasteten oder/und verarbeiteten oder/und aufbereiteten Messwerte an wenigstens eine zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 40 auf, welche in der vorliegenden Ausführungsform von einem Computer gebildet ist.The photovoltaic system 10 is a measuring arrangement 32 assigned, which serves mainly to operating data of the photovoltaic system 10 and output them in the form of non-proprietary measurements representative of the operational data. For this purpose, the measuring arrangement comprises 32 a sensor arrangement 34 for recording operating data of the photovoltaic system 10 and for the output of the operating data of the photovoltaic system 10 representing measured values. With the sensor arrangement 34 is also a measuring arrangement 32 belonging control / regulating device 36 in connection, which the measured values before the sensor arrangement 34 scanned and / or processed and / or processed. In addition, the measuring arrangement has 32 one of the control / regulating device 36 associated data transmission device 38 for transmitting the sampled and / or processed and / or processed measured values to at least one central data processing device 40 which is formed by a computer in the present embodiment.

Die Sensoranordnung 34 weist zwei Sensorelemente 42 und 44 auf zur Erfassung des in dem ersten Energieübertragungsweg 18 und dem zweiten Energieübertragungsweg 20 fließenden Stroms oder/und der anliegenden Spannung, wobei das erste Sensorelemente 42 zwischen dem Solarmodul 12 und dem Wechselrichter 16 vorgesehen ist, und das zweite Sensorelement 44 zwischen dem Wechselrichter 16 und den Trennschalter 24 vorgesehen ist.The sensor arrangement 34 has two sensor elements 42 and 44 to capture the in the first energy transmission path 18 and the second energy transmission path 20 flowing current or / and the applied voltage, wherein the first sensor elements 42 between the solar module 12 and the inverter 16 is provided, and the second sensor element 44 between the inverter 16 and the circuit breaker 24 is provided.

Mit Hilfe dieser beiden Sensorelemente 42 und 44, welche im vorliegenden Fall zur induktiven Strommessung ausgebildet sind, ist es möglich, in nicht proprietärer Weise den Wechselrichter 16 zu überwachen, welcher ansonsten lediglich Daten in proprietärer Form liefert, um so diese Daten allgemein nutzbar zu machen und dazu zu verwenden, beispielsweise den Wirkungsgrad des Wechselrichter 16 in unabhängiger Weise zu überwachen. Es erfolgt also eine Datensammlung basiert auf standardisierten induktiven Strommessungen vor und nach dem Wechselrichter, wodurch auch Verluste im Wechselrichter mit dokumentiert und erfasst werden.With the help of these two sensor elements 42 and 44 , which are designed in the present case for inductive current measurement, it is possible in a non-proprietary manner, the inverter 16 which otherwise merely provides data in proprietary form so as to make and generally use that data, for example the efficiency of the inverter 16 to monitor independently. Thus, a data collection is based on standardized inductive current measurements before and after the inverter, whereby losses in the inverter are also documented and recorded.

Um eine Verarbeitung der Messwerte der beiden Sensorelemente 42 und 44 durch die Steuer-/Regeleinrichtung 36 zu ermöglichen, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein A/D-Wandler (Messwandler) 46 vorgesehen, welche die von den Sensorelementen 42 und 44 erzeugten analogen Signale in digitale Signale umwandelt. Zusätzlich zu dem A/D-Wandler 46 ist der Steuer-/Regeleinrichtung 36 eine Datenaufbereitungseinrichtung 48 vorgeschaltet, welche die Messwerte der Sensorelemente 34 in von der Steuer-/Regeleinrichtung 36 lesbare Datensätze umwandelt. Die in 1 dargestellte Steuer-/Regeleinrichtung 36 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein Smartphone, welches einen Bildschirm 50, beispielsweise ein LCD-Display, zur Anzeige/Ausgabe von Daten und eine Tastatur 52 zur Eingabe von Daten aufweist. Darüber hinaus weist das Smartphone 36 einen Hauptprozessor 54 auf, welche die zentrale Verarbeitungseinheit des Smartphones 36 darstellt.To a processing of the measured values of the two sensor elements 42 and 44 by the controller 36 to allow in the present embodiment, an A / D converter (transducer) 46 provided which of the sensor elements 42 and 44 converted analog signals into digital signals. In addition to the A / D converter 46 is the control device 36 a data processing device 48 upstream, which the measured values of the sensor elements 34 in from the controller 36 converts readable records. In the 1 illustrated control / regulating device 36 For example, in the present embodiment, a smartphone is a screen 50 for example, an LCD display, data display / output, and a keyboard 52 to enter data. In addition, the smartphone points 36 a main processor 54 on which the central processing unit of the smartphone 36 represents.

Der Hauptprozessor 54 ist zusätzlich zu dem Bildschirm 50, der Datenübertragungseinrichtung 38 und der Tastatur 52 über jeweilige Datenleitungen/Datenbusse mit einem Hauptspeicher 56, einer Eingabe/Ausgabeeinheit (I/O-Einheit) 58, welche als Schnittstelle zwischen dem Smartphone und der Datenaufbereitungseinrichtung 48 dient, sowie einem Kartenlesegerät 60, welches zur Aufnahme einer Telefonkarte (nicht dargestellt) oder/und einer Speicherkarte 62, beispielsweise einer SD-Karte, dient, verbunden. Diese Speicherkarte 62 dient dazu, die von der Sensoranordnung 34 erfassten Messdaten dauerhaft zu speichern, und dient darüber hinaus als zusätzliches Datenübertragungsmedium, welches bei Bedarf aus dem Smartphone 36 entnommen werden kann, um die Daten in der Datenverarbeitungsvorrichtung 40 auszulesen und die ausgelesenen Daten zu verarbeiten oder/und darzustellen.The main processor 54 is in addition to the screen 50 , the data transmission device 38 and the keyboard 52 via respective data lines / data buses with a main memory 56 , an input / output unit (I / O unit) 58 which acts as an interface between the smartphone and the data processing device 48 serves, as well as a card reader 60 , which for receiving a telephone card (not shown) and / or a memory card 62 , for example, an SD card, is connected. This memory card 62 serves to that of the sensor arrangement 34 stored measurement data stored permanently, and also serves as an additional data transfer medium, which if necessary from the smartphone 36 can be taken to the data in the data processing device 40 read out and process the data read and / or represent.

Nachdem das Smartphone (die Steuer-/Regeleinrichtung) 36 die Betriebsdaten von den einzelnen Sensoren in einem Abfragezyklus abgefragt hat, werden diese in dem Hauptspeicher 56 oder der Speicherkarte 62 abgelegt. Nach Beendigung eines Abfragezyklus hat die Steuer-/Regeleinrichtung 36 alle Betriebsdaten bzw. deren Analyseergebnisse in ihren Speichern in einer bestimmten Reihenfolge abgelegt. Diese abgelegten Daten können nach der Beendigung des Abfragezyklus an die Datenverarbeitungseinrichtung 40 übertragen werden, wo diese Daten bei Bedarf verarbeitet und analysiert werden können und die Analyseergebnisse über einen in 1 dargestellten Bildschirm 40a (oder einen Drucker) an die Betreiber der Photovoltaikanlage ausgegeben werden können. Hierdurch ist der Betreiber in der Lage, beispielsweise den tatsächlichen Wirkungsgrad des Wechselrichter 16 unabhängig von einem von diesem möglicherweise ausgegebenen Wirkungsgrad und in nicht proprietärer Weise zu erfassen.After the smartphone (the control device) 36 the operating data has been queried by the individual sensors in a polling cycle, they are in the main memory 56 or the memory card 62 stored. Upon completion of a polling cycle, the controller has 36 All operating data or their analysis results stored in their memories in a specific order. This stored data can be sent to the data processing device after the end of the polling cycle 40 where this data can be processed and analyzed as needed, and the analysis results on an in - 1 displayed screen 40a (or a printer) can be issued to the operator of the photovoltaic system. As a result, the operator is able, for example, the actual efficiency of the inverter 16 independent of any efficiency that may be emitted by it and in a non-proprietary manner.

Die in 1 dargestellte Datenübertragungseinrichtung 38 ist integral mit dem Smartphone 36 ausgebildet und stellt die Sende- und Empfangseinrichtung des Smartphones dar. Die Datenübertragungseinrichtung 38 ist im vorliegenden Fall mit einer Mobilfunkantenne 46 versehen, welche dazu dient, Daten von dem Smartphone 36 der Datenverarbeitungseinrichtung 40 über Funk, SMS, UMTS, GPRS usw. oder Sateliten-Übertragung zu übertragen, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung 40 zu diesem Zweck mit einer separaten Datenübertragungseinrichtung 66 mit einer Mobilfunkantenne 68 versehen ist.In the 1 illustrated data transmission device 38 is integral with the smartphone 36 trained and represents the transmitting and receiving device of the smartphone. The data transmission device 38 is in the present case with a mobile phone antenna 46 provided, which serves to data from the smartphone 36 the data processing device 40 via radio, SMS, UMTS, GPRS etc. or satellite transmission, the data processing device 40 for this purpose with a separate data transmission device 66 with a cellular antenna 68 is provided.

Alternativ oder zusätzlich kann die Datenübertragung zwischen dem Smartphone 36 und der Datenverarbeitungseinrichtung 40 jedoch auch über eine (schematisch dargestellte) zumindest teilweise kabelgebundene Datenübertragungsverbindung erfolgen, beispielsweise über das Internet 70, mit dem die Datenübertragungseinrichtung 38 des Smartphones 36 und die Datenübertragungseinrichtung 66 der Datenverarbeitungseinrichtung 40 über jeweilige Datenleitungen 38a und 66a und nicht näher dargestellte Zugangsknoten verbunden sind. Um die von dem Smartphone 36 zu der Datenverarbeitungseinrichtung 40 übertragenen Daten speichern zu können, ist der Datenverarbeitungseinrichtung 40 ein Speicher 72 zugeordnet. Die Datensammlung geschieht dabei beispielsweise auf einem zentralen Datenspeicher als Hosting-Lösung.Alternatively or additionally, the data transmission between the smartphone 36 and the data processing device 40 but also via a (schematically illustrated) at least partially wired data transmission connection, for example via the Internet 70 with which the data transmission device 38 of the smartphone 36 and the data transmission device 66 the data processing device 40 via respective data lines 38a and 66a and not shown access nodes are connected. To those of the smartphone 36 to the data processing device 40 To be able to store transmitted data is the data processing device 40 a memory 72 assigned. The data collection happens, for example, on a central data storage as a hosting solution.

Zusätzlich zu den Sensorelementen 42 und 44, welche dazu dienen, den in dem ersten und dem zweiten Energieübertragungsweg 18 und 20 fließenden Strom oder/und die anliegende Spannung zu erfassen, ist die erfindungsgemäße Messanordnung zusätzlich in dem zweiten Energieübertragungsweg 20 mit einer Energiemengenzähleinrichtung 74 versehen, welche unabhängig von der Energiemengenzähleinrichtung 26 die von der Photovoltaikanlage erzeugte bzw. abgebbare Energiemenge erfasst und den erfassten Wert über eine Leitung 74a an das Smartphone 36 überträgt. Zusätzlich ist die Messanordnung im Bereich des Solarmoduls 12 mit wenigstens einem zusätzlichen Sensor 76 zur Erfassung wenigstens eines die Umgebungstemperatur oder/und die Modultemperatur oder/und die Sonneneinstrahlung oder/und den Niederschlag oder/und die Luftfeuchtigkeit im Bereich der Photovoltaikanlage repräsentierenden Messwerts versehen, wobei der erfasste Messwert über eine mit dem Sensor 76 verbundene Leitung 76a zu dem Smartphone 36 übertragen wird.In addition to the sensor elements 42 and 44 which serve in the first and the second energy transmission path 18 and 20 flowing current and / or to detect the applied voltage, the measuring arrangement according to the invention is additionally in the second energy transmission path 20 with an energy source counter 74 which is independent of the power supply device 26 detects the amount of energy generated or deliverable by the photovoltaic system and the detected value via a line 74a to the smartphone 36 transfers. In addition, the measuring arrangement is in the area of the solar module 12 with at least one additional sensor 76 for detecting at least one of the ambient temperature and / or the module temperature and / or the solar radiation and / or the precipitation and / or the humidity in the area of the photovoltaic system representing measured value, wherein the detected measured value via a with the sensor 76 connected line 76a to the smartphone 36 is transmitted.

Durch hohe Übertragungswiderstände in Teilen der Photovoltaikanlage 10 kann es zu Schwelbränden kommen. Dabei entstehende Lichtbögen sind durch den Gleichstrom bedingt nicht selbstverlöschend, solange Sonnenlicht auf die Solarmodule 12 fällt. Diese Lichtbogenstrecke entzündet umliegende flammenbares Material. Die Besonderheit bei einer Löschung besteht darin, dass die Anlage selbst dann noch unter Strom steht, wenn sie abgeschaltet ist, da ja die Module selbst die Stromquelle sind. Somit stehen beim Einsatz Löschwasser bzw. Löschschaum selbst unter Spannung, sobald sie mit unter Spannung stehenden Anlageteilen in Berührung kommen. Zum Zweck der Modulabschaltung im Brandfall weist die Photovoltaikanlage 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen über einen Solenoid 78 betätigbaren Trennschalter 80 auf, welcher dazu dient, das Solarmodul 12 in einer Spritzwasser-geschützten Weise von dem ersten Energieübertragungsweg 18 zu trennen. Es ist selbstverständlich, dass dann, wenn anstelle des einen Solarmoduls 12, wie in 1 dargestellt, eine Vielzahl von miteinander in einem String verschalteter Solarmodule 12 vorgesehen ist, jedes dieser Solarmodule 12 mit einem entsprechenden Trennschalter 80 versehen sein kann, oder/und dass auch jede der Solarzellen 14 von jedem Solarmodul 12 mit einem entsprechenden Trennschalter versehen versehen sein kann, um auf diese Weise eine Addierung der einzelnen jeweils für sich alleine gewöhnlich ungefährlichen Spannungen zu verhindern und die Photovoltaikanlage im Notfall in einen ”ungefährlichen” Stand zu versetzen.Due to high transmission resistances in parts of the photovoltaic system 10 it can come to smoldering fires. Due to the direct current, resulting arcs are not self-extinguishing, as long as there is sunlight on the solar modules 12 falls. This arc gap ignites surrounding flameable material. The special feature of a deletion is that the system is still under power even when it is switched off, since the modules themselves are the power source. Thus, extinguishing water or extinguishing foam are themselves under tension during use as soon as they come into contact with live parts of the system. For the purpose of module shutdown in case of fire, the photovoltaic system 10 according to the present embodiment via a solenoid 78 operable disconnector 80 on which serves the solar module 12 in a splash-proof manner from the first energy transmission path 18 to separate. It goes without saying that if, instead of the one solar module 12 , as in 1 shown, a plurality of interconnected in a string solar modules 12 is provided, each of these solar modules 12 with a corresponding disconnector 80 can be provided, and / or that also each of the solar cells 14 from every solar module 12 provided with a corresponding disconnect switch can be provided in order to prevent in this way an addition of each individually alone harmless voltages and to put the photovoltaic system in an emergency in a "non-dangerous" state.

Obwohl in der 1 die Sensorelemente 42 und 44 an einer von dem Wechselrichter 16 beabstandeten Stelle in dem ersten Energieübertragungsweg 18 und dem zweiten Energieübertragungsweg 20 vorgesehen sind, ist es selbstverständlich, dass diese beispielsweise auch an dem Anschlusspunkt des ersten Energieübertragungswegs 18 und des zweiten Energieübertragungswegs 20 direkt an dem Wechselrichter 16 vorgesehen sein können. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem der Wechselrichter 16 ein eingangsseitiges Verbindungselement zur Verbindung mit dem ersten Energieübertragungsweg 18 und ein ausgangsseitiges Verbindungselement zur Verbindung mit dem zweiten Energieübertragungsweg 20 aufweist, dass das erste Sensorelement 42 mit Kupplungsmittel zur Kopplung mit dem Wechselrichter-seitigen Ende des ersten Energieübertragungsweg 18 und dem eingangsseitigen Verbindungselement ausgebildet ist, und dass das zweite Sensorelement 44 mit Kupplungsmittel zur Kopplung mit dem ausgangsseitigen Verbindungselement und dem Wechselrichter-seitigen Ende des zweiten Energieübertragungsweg 20 ausgebildet ist.Although in the 1 the sensor elements 42 and 44 at one of the inverter 16 spaced location in the first energy transmission path 18 and the second energy transmission path 20 are provided, it is self-evident that these, for example, at the connection point of the first energy transmission path 18 and the second energy transmission path 20 directly to the inverter 16 can be provided. This can be achieved, for example, by the inverter 16 an input side connector for connection to the first power transmission path 18 and an output side connector for connection to the second power transmission path 20 that the first sensor element 42 with coupling means for coupling to the inverter side end of the first power transmission path 18 and the input-side connecting element is formed, and that the second sensor element 44 coupling means for coupling to the output side connector and the inverter side end of the second power transmission path 20 is trained.

Obwohl nicht dargestellt, ist es selbstverständlich, dass die Steuer-/Regeleinrichtung 36, d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Smartphone, oder/und die Datenübertragungseinrichtung 38, wenn diese beispielsweise getrennt von der Steuer-/Regeleinrichtung vorgesehen ist, wenigstens einen Datenübertragungsanschluss zum Auslesen der erfassten Messwerte aufweisen können, welcher vorzugsweise von einem USB-Anschluss gebildet ist.Although not shown, it goes without saying that the control device 36 ie, in the present embodiment, the smartphone, or / and the data transmission device 38 if, for example, this is provided separately from the control / regulating device, it may have at least one data transmission connection for reading the acquired measured values, which is preferably formed by a USB connection.

Der in 1 dargestellten wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung 40 kann ein Mittel zugeordnet sein, welches zur Verarbeitung oder/und Speicherung oder/und Darstellung der von der Steuer-/Regeleinrichtung 36 oder/und der Datenübertragungseinrichtung 38 bereitgestellten Messwerte dient. Zusätzlich kann die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung 40 dazu ausgebildet sein, ein von der Steuer-/Regeleinrichtung 36 verwendetes Betriebsprogramm oder/und von der Steuer-/Regeleinrichtung 36 verwendete Betriebsparameter zu aktualisieren oder/und einzustellen. Ein großer Vorteil darin, wenn die Steuer-/Regeleinrichtung 36 von einem aktuellen Smartphone oder PDA gebildet ist, besteht darin, dass man sie problemlos mit einem PC abgleichen bzw. synchronisieren kann. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich ist, dass auch eine Verbindung zwischen der Datenaufbereitungseinrichtung 48 und der Eingabe/Ausgabeeinheit 58 unter Verwendung der Datenübertragungsfunktionen der Datenübertragungseinrichtung 38 über Kabel, Bluetooth, Funk, WLAN oder Ähnliches erfolgen kann.The in 1 illustrated at least one data processing device 40 may be associated with a means for processing or / and storage or / and representation of the control 36 and / or the data transmission device 38 provided measured values. In addition, the at least one data processing device 40 be adapted to one of the control / regulating device 36 used operating program and / or by the control / regulating device 36 to update or adjust operating parameters used. A big advantage in that when the control / regulation 36 is formed by a recent smartphone or PDA, is that you can easily sync with a PC or synchronize. In this regard, it should be noted that it is understood that even a connection between the data processing device 48 and the input / output unit 58 using the data transfer functions of the data transfer device 38 via cable, Bluetooth, radio, WLAN or similar can be done.

Es kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass die einzelnen Sensoren 42, 44, 74 und 76 auch ohne Zwischenschaltung des Messwandlers 46, der Datenaufbereitungseinrichtung 48 und ohne Verwendung von Leitungen direkt über Bluetooth oder WLAN oder Ähnliches mit der Datenübertragungseinrichtung 38 der Steuer-/Regeleinrichtung 36 kommunizieren können, um auf diese Weise die Flexibilität der Messanordnung zu maximieren.It can of course be provided that the individual sensors 42 . 44 . 74 and 76 even without interposition of the transducer 46 , the data processing device 48 and without the use of lines directly via Bluetooth or WLAN or the like with the data transmission device 38 the control device 36 communicate in order to maximize the flexibility of the measuring arrangement.

Zusammenfassend sammelt die Steuer-/Regeleinrichtung 36 Daten der Photovoltaikanlage und überträgt die gesammelten Daten an eine zentrale Datenbank, wobei auch bei nicht vorhandener Übertragung oder gestörter Übertragung die Daten in der Steuer-/Regeleinrichtung 36 vor Ort sicher gespeichert sind. Darüber hinaus ist die Messanordnung 32 bzw. die Steuer-/Regeleinrichtung 36 in der Lage, Kunden und große Betreiber mit Informationen zu versorgen die das Zusammenarbeiten einzelner Komponenten verschiedener Hersteller sowie die Performance des Systems betreffen. Ferner können Stör- und Fehlerquellen sofort erfasst werden und dementsprechend Warnungen ausgegeben werden.In summary, the controller collects 36 Data from the photovoltaic system and transmits the collected data to a central database, even in case of non-existent transmission or disturbed transmission, the data in the control device 36 safely stored on site. In addition, the measuring arrangement 32 or the control / regulating device 36 able to provide customers and large operators with information concerning the co-operation of individual components of different manufacturers as well as the performance of the system. Furthermore, sources of faults and sources of error can be detected immediately and warnings can be issued accordingly.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die obige Beschreibung einer bevorzugten Aufführungsform der vorliegenden Erfindung lediglich der Erläuterung der Erfindung dient und nicht als Beschränkung anzusehen ist.Finally, it should be noted that the above description of a preferred embodiment of the present invention is merely illustrative of the invention and is not to be considered as limiting.

Claims

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) with at least one of at least one solar cell ( 14 ) formed solar module ( 12 ) and one with the at least one solar module ( 12 ) via a first energy transmission path ( 18 ) connected inverters ( 16 ), which the of the at least one solar module ( 12 ) converted photovoltaically generated DC voltage into an AC voltage and the AC voltage to one with a power grid ( 22 ) and / or a second energy transmission path ( 20 ), comprising: a sensor arrangement ( 34 ) for recording operating data of the photovoltaic system ( 10 ) and for outputting measured values representing the operating data; one with the sensor arrangement ( 34 ) related control device ( 36 ) for sampling or / and processing or / and processing the measured values representing the operating data from the sensor arrangement ( 34 ); and one of the control devices ( 36 ) associated data transmission device ( 38 ) for transmitting the sampled and / or processed and / or processed measured values to at least one data processing device ( 40 ), wherein the sensor arrangement ( 34 ) at least two sensor elements ( 42 . 44 ) for detecting the current flowing in the first and second power transmission paths and / or the applied voltage.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the measuring arrangement ( 32 ) associated control device ( 36 ) is constituted by an electronic organizer, a mobile phone, a compact portable computer, a personal digital assistant (PDA), a smartphone or the like.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the data transmission device ( 38 ) integral with the control device ( 36 ) is trained.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the data transmission device ( 38 ) is formed by a transmitting and receiving device of a mobile phone or a smartphone.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 36 ) has analogue and / or digital inputs and / or outputs for connecting sensors and / or for inputting measured values of the sensor arrangement ( 34 ) and / or for connecting at least one power transmission interruption system ( 80 ), which conducts energy from the at least one solar cell ( 14 ) in the first or second energy transmission path ( 18 . 20 ) and / or can interrupt.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 36 ) a measured value conversion ( 46 ) and / or processing element ( 48 ) is connected upstream of the measured values of the sensor arrangement ( 34 ) in the control device ( 36 ) converts readable records.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 36 ) is designed for cyclically detecting the measured values.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor elements ( 42 . 44 ) are designed for inductive current measurement.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter ( 16 ) an input-side connection element for connection to the first energy transmission path ( 18 ) and an output side Connecting element for connection to the second energy transmission path ( 20 ), that the first sensor element is formed with coupling means for coupling with the inverter side end of the first power transmission path and the input side connector, and that the second sensor element is formed with coupling means for coupling with the output side connector and the inverter side end of the second power transmission path is.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the second energy transmission path ( 20 ) an energy source counter ( 74 ) is provided, which at least that of the inverter ( 16 ) recorded amount of energy.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of solar modules ( 12 ) is provided, which are connected to one or more strings.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 36 ) and / or the data transmission device ( 38 ) with at least one memory ( 56 . 62 ) is provided for storing the at least one measured value.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 36 ) and / or the data transmission device ( 38 ) at least one communication port ( 60 ) for reading the acquired measured values, which is preferably formed by a USB connection.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one additional sensor ( 76 ) for detecting at least one of the ambient temperature and / or the module temperature and / or the solar radiation and / or the precipitation and / or the humidity in the region of the photovoltaic system ( 10 ) is provided.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one data processing device ( 40 ) a means ( 72 . 40a ) assigned to the processing or / and storage or / and representation of the by the control ( 36 ) and / or the data transmission device ( 38 ) provides measured values.

Measuring arrangement ( 32 ) for a photovoltaic system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one data processing device ( 40 ) is adapted to receive one of the control ( 36 ) operating program or / and by the control device ( 36 ) to update or adjust operating parameters used.